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MEMS傳感器多功能組合應用是發(fā)展趨勢
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/7/22

  從傳感器應用需求可以看出,多功能的傳感器組合應用要替代單一功能MEMS器件。各國MEMS技術發(fā)展都離不開政府的大力支持,我國也應對此進行安排并加以推進。
MEMS技術與IC技術比翼齊飛,成為21世紀技術前沿,并為多領域的技術發(fā)展提供了技術途徑。MEMS可與多學科的技術交叉,形成各種MEMS結構與系統(tǒng)。隨著信息技術的發(fā)展,MEMS技術向多個技術領域和市場拓展,超摩爾定律的概念也逐漸清晰。MEMS技術最先應用是在MEMS傳感器技術上,現(xiàn)在和未來的主要應用還是以傳感器技術為主,形成MEMS系統(tǒng)。

 

  多功能組合應用是發(fā)展趨勢

 


  目前,MEMS傳感器及微系統(tǒng)的應用主要分為低成本產(chǎn)品,如智能手機、平板設備等消費性應用,需要的溫度、壓力、濕度、陀螺和加速度傳感器等;低功耗的產(chǎn)品,如用于公共安全、環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點信息的溫度、壓力、濕度、氣體、風速和風向采集的MEMS傳感器等;高可靠產(chǎn)品,如用于汽車電子的MEMS傳感器等:高端的高價格產(chǎn)品,如用于各種工業(yè)、礦業(yè)、油田、航空航天等控制的MEMS傳感器等;特種需要的產(chǎn)品,如MEMS生物芯片產(chǎn)品,用于醫(yī)學檢查。從上面幾種傳感器應用需求可以看出,多功能的傳感器組合應用將替代單一功能MEMS器件。
物聯(lián)網(wǎng)市場需求,是MEMS技術的多學科交叉特點得到充分發(fā)揮的例子。要實現(xiàn)一個特定范圍內(nèi)特定參數(shù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和傳輸,不僅需要低功耗的MEMS傳感器進行信息采集,也需要能夠?qū)⑦@些信息進行轉(zhuǎn)換并傳輸出來的接口。在無人監(jiān)控區(qū),傳感器節(jié)點要能夠持續(xù)工作,MEMS傳感器采集信號、集成的ASIC電路進行信號轉(zhuǎn)化和處理、RF-MEMS將信號發(fā)射出去、MEMS電池提供各節(jié)點單元工作的能源。

 


  多功能復合傳感器和集成了信號處理與轉(zhuǎn)換電路的集成傳感器由于便于使用,所以市場情況最為明朗。MEMS技術可以實現(xiàn)集成傳感器,可以將輔助電路中的元件和傳感元件集成在一塊芯片上,因而具有校準、補償、自診斷以及網(wǎng)絡通信的功能。如將溫度、壓力、濕度、陀螺、加速度和磁強計作為一個多功能傳感器,采用兩片式封裝或是疊層封裝與模擬ASIC和數(shù)字ASIC組成一個集成傳感器。

 

  在集成傳感器基礎上,可以實現(xiàn)智能化,智能化傳感器是微型計算機和傳感器相結合的成果。它兼有檢測、判斷與信息處理的功能。智能化傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比,具有很多鮮明的特點,如自診斷和自校準功能,判斷和信息處理功能;可以對測量值進行修正、誤差補償,從而提高測量精度;還可以實現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量,測量的數(shù)據(jù)可存取,有數(shù)據(jù)通信接口,可以與微型計算機直接通信。
需政府大力扶持

 

  博世、德州儀器與意法半導體是目前全球排名前幾位的MEMS供應商,其市場規(guī)模在數(shù)十億美元。面對這樣的跨國半導體巨頭,中國的企業(yè)不能夠妄自尊大,也不需要妄自菲薄。第一,我們也有自己的優(yōu)勢,中國自有的消費類電子市場廣大、汽車業(yè)正在蓬勃興起、環(huán)境安全日益引起人們關注,這些均可以通過跨行業(yè)聯(lián)合方式,逐步爭取MEMS市場,并以此為契機,爭取更大的國際市場。第二,在技術發(fā)展思路上,應把眼光放長遠。
對于部分目前國際上通用的技術應采取引進方式,縮短研究周期,看準下個階段技術需求,集中投入進行技術儲備。第三,統(tǒng)籌全局。產(chǎn)業(yè)鏈的整體技術能力建設十分重要,MEMS傳感器技術的發(fā)展,需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,材料研究、設備制造也需要快速跟上。第四,MEMS傳感器功能設計應多從應用角度考慮,形成多種傳感器組合的整體技術解決方案,將模擬、數(shù)字ASIC和FPGA等技術直接引入。

 

  各國MEMS技術發(fā)展都離不開政府的大力支持,我國也應對此進行安排并加以推進。但是從某種角度來看,IC業(yè)與MEMS技術是一個體現(xiàn)綜合國力的行業(yè),在發(fā)達國家也被認為是高科技的代表(hightech)。新材料開發(fā)能力、設備制造能力、精加工能力、工程設計仿真軟件開發(fā)能力、相關技術人才培養(yǎng)等都是構成一個先進IC和MEMS產(chǎn)業(yè)鏈的必要基礎。IC和MEMS是一個需要大規(guī)模發(fā)展的行業(yè),我國若能夠以東北、華北、西北、西南、珠三角和長三角為主體形成多個產(chǎn)業(yè)鏈,不但可以確保我國在21世紀信息技術時代處于不落后的地位,也是一種可以防止國外技術封鎖的戰(zhàn)略需求。

 

  
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